高二生物DNA重组技术的基本工具2

DNA重组技术的基本工具DNA重组技术是一种重要的分子生物学技术，用于改变基因组中的DNA序列，使之具有特定的功能。

这项技术的应用范围广泛，可以在基础研究、医学诊断、药物开发等领域发挥重要作用。

DNA重组技术的基本工具包括DNA片段的制备、限制性内切酶、DNA连接酶、质粒和载体等。

首先，DNA片段的制备是DNA重组技术的第一步。

通过PCR（聚合酶链反应）或限制性内切酶切割，可以从某个DNA源中获取特定的DNA片段。

PCR是一种体外扩增技术，可以将特定的DNA序列进行快速放大。

限制性内切酶是一类特殊的酶，可以识别特定的DNA序列并在该序列上切割DNA链。

通过PCR和限制性内切酶的组合应用，可以制备出需要的DNA片段。

其次，限制性内切酶是DNA重组技术中的重要工具之一。

限制性内切酶可以特异性地切割DNA链，并产生一定的粘性或平滑的DNA末端。

这些末端的特性决定了DNA片段连接的方式。

常用的限制性内切酶有EcoRI、BamHI、HindIII等。

当两个DNA片段具有相同的限制性内切酶切割位点时，它们可以通过限制性内切酶的连接来形成一个新的DNA分子。

接下来，DNA连接酶也是DNA重组技术中必不可少的工具之一。

DNA连接酶能够将两个DNA片段在适当的条件下连接在一起。

常用的DNA连接酶有T4 DNA连接酶和DNA聚合酶。

通过合适的实验条件和适当的连接酶，可以使两个DNA片段有效地连接成为一个整体。

此外，质粒和载体也是DNA重组技术中的重要工具。

质粒是一种小环状DNA分子，在细菌细胞中存在，并能自我复制。

载体则是质粒或其他DNA分子，用于携带所需的DNA片段。

通过将需要插入的DNA片段连接到载体上的限制性内切酶切割位点上，并将该载体转化至宿主细胞中，就可以实现外源DNA的导入。

在实际应用中，DNA重组技术的基本工具往往是共同配合使用的。

通过PCR或限制性内切酶的组合，可以制备出所需的DNA片段；通过限制性内切酶的连接和DNA连接酶的应用，可以将不同的DNA片段连接起来形成一个新的DNA分子；通过质粒和载体的应用，可以将需要插入的DNA片段导入到宿主细胞中实现转化。

生物学教案授课内容DNA重组技术的基本工具 1 所属学科教学对象高二年级一、教学目标知识与技能简述DNA重组技术所需三种基本工具作用。

过程与方法通过对基本概念、基本原理、科学方法的准确理解和掌握，逐步形成比较、判断、推理、分析、综合、创新等思维水平。

情感态度与价值观情感与价值观：认同基因工程的诞生和发展离不开理论研究和技术创新。

二、教材分析《DNA重组技术的基本工具》是人教版高中生物选修三中基因工程专题的第一节。

该专题深入介绍了DNA重组技术，以及基因工程在农业、医疗、环境保护等方面的广泛应用及其发展前景等内容，借以拓展学生的科技视野，提升他们对生物科学技术的兴趣。

而本节课是本章的入门课，占有非常重要的地位。

教材首先利用抗虫棉花的图片引导学生走进基因工程的领域，然后阐述了培育抗虫棉花的过程至少需要三种工具，即准确切割DNA的“手术刀”、将DNA片段再连接起来的“缝合针”、将体外重组好的DNA导入受体细胞的“运输工具”。

通过实例激发学生的兴趣，然后再逐一的介绍这三种工具的作用。

学生能否掌握基因工程的三大工具，理解限制酶和DNA连接酶的作用特点，对于准确使用基因工程的工具以及整个基因工程专题的学习都至关重要.三、教学方法讨论法、观察法、分析法、比较法四、教具媒体自制教具、板书、制作模型五、教学重点和难点项目内容重点DNA重组技术所需的三种基本工具的作用难点基因工程载体需要具备的条件七、学情分析因工程的概念在当今出现的频率已经很高。

报刊、杂志、电视等媒体都有基因工程的介绍，高二的学生已经或多或少了解一些基因工程的内容。

知道抗虫基因可在棉花中表达，使棉花具有抗虫特性；知道产油基因可在大豆中表达，从而培育出出油率高的大豆……能够说，以上内容都是学生学习基因工程可联系的经验。

另外，在必修课中已经学过部分相关知识，可作为学习新知识的铺垫，比如：基因的概念、结构、功能，基因控制蛋白质的合成等等。

八、教学过程教学环节教师活动学生活动设计意图。

一、教案基本信息教案名称：DNA重组技术的基本工具学科领域：高中生物课时安排：2课时教学目标：1. 了解DNA重组技术的基本概念。

2. 掌握DNA重组技术的基本工具及其作用。

3. 能够运用基本工具进行DNA重组实验。

教学重点：1. DNA重组技术的基本概念。

2. DNA重组技术的基本工具及其作用。

3. DNA重组实验的步骤。

教学难点：1. DNA重组技术的基本工具的作用。

2. DNA重组实验的步骤。

二、教学过程第一课时1. 导入新课通过展示DNA重组技术的应用实例，引导学生思考DNA重组技术的意义和基本概念。

2. 自主学习让学生阅读教材，了解DNA重组技术的基本概念。

3. 课堂讲解讲解DNA重组技术的基本概念，介绍DNA重组技术的基本工具及其作用。

4. 课堂练习让学生通过教材示例，掌握DNA重组技术的基本工具及其作用。

5. 课堂小结总结本节课的重点内容，布置课后作业。

第二课时1. 复习导入复习上节课的重点内容，引导学生思考DNA重组实验的步骤。

2. 课堂讲解讲解DNA重组实验的步骤，强调实验操作的注意事项。

3. 实验操作让学生分组进行DNA重组实验，教师巡回指导。

4. 实验报告5. 课堂小结总结本节课的重点内容，布置课后作业。

三、教学评价1. 课后作业：检查学生对DNA重组技术的基本概念和基本工具的掌握情况。

2. 实验报告：评估学生在实验操作中的表现，以及对实验结果的分析能力。

3. 课堂提问：了解学生在课堂上的学习情况，及时调整教学方法。

四、教学资源1. 教材：高中生物教材。

2. 实验材料：DNA重组实验所需的试剂和仪器。

3. 多媒体课件：用于辅助讲解和展示实验操作。

五、教学建议1. 在课堂上，注重引导学生主动参与，提高学生的动手操作能力。

2. 针对不同学生的学习情况，给予个别化指导，提高学生的学习效果。

3. 结合现实生活中的实例，让学生感受DNA重组技术的应用价值。

4. 注重培养学生的团队合作精神，提高学生在实验过程中的沟通与协作能力。

DNA重组技术的基本工具作业（2)命题人：邓颖一、单选题1．下列关于质粒的叙述，正确的是( D )A．细菌质粒和真核细胞DNA的基本结构单位不同B．细菌质粒的复制过程是在细胞外独立进行的C．质粒是原核细胞中蛋白质合成的场所D．质粒是能够自主复制的小型环状DNA分子2．基因工程技术引起的生物变异属于（B）A．染色体变异B．基因重组C．基因突变D．不可遗传的变异3．限制酶是一群核酸切割酶，可辨识并切割DNA分子上特定的核苷酸碱基序列。

如图为四种限制酶BamHI，EcoRI，HindⅢ以及BgIⅡ的辨识序列：箭头表示每一种限制酶的特定切割部位，其中哪两种限制酶所切割出来的DNA片段末端，可以互补结合其正确的末端互补序列为( B )kA．BamHI和EcoRI；末端互补序列—AATT—B．BamHI和BgIⅡ；末端互补序列—GATC—C．BamHI和HindⅢ；末端互补序列—GATC—D．EcoRI和HindⅢ；末端互补序列—AATT—4．下面是4种限制酶所识别的DNA分子序列和剪切位点图（↓表示剪切点、切出的断面为黏性末端）：限制酶1：——↓GATC——限制酶2：——CATG↓——限制酶3：——G↓GATCC——限制酶4：——CCGC↓GG——请指出下列哪项表达正确( B )A．在使用限制酶的同时还需要解旋酶B．限制酶1和3剪出的黏性末端相同C．限制酶1、2、4识别的序列都是由4个脱氧核苷酸组成D．限制酶1和2切出的DNA片段可通过T4DNA连接酶拼接5．如图为某个基因的部分片段，关于该结构的叙述，正确的是( B )A．①所圈定的部位是腺嘌呤B．DNA连接酶作用于②处C．限制酶作用于③处D．解旋酶作用于④处6．基因工程技术也称为DNA重组技术，下列有关基因工程的说法错误的是( B)A．基因工程的基本原理是基因重组B．基因工程常用的工具酶有限制酶、DNA连接酶和运载体C．基因工程可以定向改造生物的性状D．基因工程常用的运载体有质粒、噬菌体和动植物病毒7．下图表示限制酶切割某DNA的过程，从图中可知，该限制酶能识别的碱基序列及切点是（ C ）A．CTTAAG，切点在C和T之间B．CTTAAG，切点在G和A之间C．GAATTC，切点在G和A之间D．CTTAAC，切点在C和T之间8．应用限制酶可将DNA片段定点切割，在此断开的键是（ A ）A．磷酸二酯键B．肽键C．氢键D．高能磷酸键9．下列不属于基因工程工具的是（ D ）A．限制性核酸内切酶B．运载体C．DNA连接酶D．RNA聚合酶10．质粒之所以能做基因工程的载体，是由于它( B )A．含蛋白质，从而能完成生命活动B．能够自我复制，且能保持连续性C．含RNA，能够指导蛋白质的合成D．具有环状结构，能够携带目的基因11．下列关于酶的说法，正确的是(D)A．限制酶广泛存在于各种生物中，其化学本质是蛋白质B．DNA连接酶可将单个核苷酸加到某个DNA片段的末端，形成磷酸二酯键C．不同的限制酶切割DNA后都会形成黏性末端D．一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列12．基因工程载体必须具备的条件中，错误的是( C)A．能在受体细胞中复制并稳定保存B．具有多个限制酶切点，以便与外源基因连接C．能进入受体细胞中并控制其新陈代谢过程D．在限制酶切点外必须含有标记基因，便于筛选13．下图为DNA分子的片段，其中①②分别表示酶的作用部位，则相应的酶依次是( A )A．解旋酶、限制酶B．解旋酶、解旋酶C．限制酶、解旋酶D．限制酶、限制酶14．在基因工程中，常用的“剪刀”“针线”和“载体”分别指( A ) A．限制酶、DNA 连接酶、质粒B．噬菌体、质粒、DNA 连接酶C．限制酶、RNA 连接酶、质粒D．大肠杆菌病毒、质粒、DNA 连接酶二、非选择题15．生物学家利用基因工程技术通过生物反应器生产人的血清蛋白。

一、基因工程阅读教材P1～31．基因工程概念的理解2．基因工程的诞生和发展(1）基础理论的重大突破①DNA是遗传物质的证明.②DNA双螺旋结构和中心法则的确立.③遗传密码的破译。

(2）技术发明使基因工程的实施成为可能①基因转移载体和工具酶相继发现.②DNA合成和测序技术的发明。

③DNA体外重组得到实现，重组DNA表达实验获得成功。

(3)基因工程的发展与完善①1980年,科学家首次培育出世界上第一个转基因小鼠。

1983年，世界上第一例转基因烟草培育成功,基因工程进入迅速发展阶段。

②1988年PCR技术的发明，使基因工程技术得到了进一步发展和完善。

二、DNA重组技术的基本工具错误!1．限制性核酸内切酶（限制酶）——“分子手术刀”（1)来源:主要从原核生物中分离纯化出来.（2)作用①识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列。

②切割特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键。

(3)作用结果：产生黏性末端或平末端。

2．DNA连接酶—-“分子缝合针"(1)作用：恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键，拼接成新的DNA分子。

(2)种类的平末端3.基因进入受体细胞的载体—-“分子运输车"（1）种类①质粒:一种很小的双链环状DNA分子.②其他载体:λ噬菌体的衍生物、动植物病毒等。

(2)特点①能够进行自我复制.②有一个至多个限制酶切割位点，供外源基因插入。

③具有特殊的标记基因，供重组DNA的鉴定和选择。

④对受体细胞无害。

（3)作用结果：将外源基因送入受体细胞。

三、重组DNA分子的模拟操作阅读教材P6～71．材料用具：两种颜色的硬纸板,剪刀（代表Eco R Ⅰ限制酶），透明胶条（代表DNA连接酶）。

2．切割要点(1）先分别从两块硬纸板上的一条DNA链上找出G—A—A—T—T—C序列，并选G—A之间作切口进行“切割”.(2)然后再从另一条链上互补的碱基之间寻找Eco R Ⅰ相应的切口剪开。

3．操作结果：若操作正确,不同颜色的黏性末端能互补配对；否则，操作错误。